随着经济的高速发展，方舱电站作为工厂、写字楼、人民防空工程、仓库、抢救施工等场所的重要配套设施[1]。方舱电站内集成有任务系统的大量电子设备和发电机组，同时任务期间需要人员长时间在方舱密闭环境中工作。在有限空间内，大功率电子设备生成的热量，一方面容易导致设备失效，系统崩溃[2]；另一方面，影响操作人员的热舒适性。并且发电机组在运行时将产生很大的噪声，给居民生活、城市环境带来了严重的噪声污染。因此，对方舱类电站进行通风散热分析及噪声控制设计有非常现实的意义[3]。
文中研究对象是功率为200kW的双机组方舱电站，为解决方舱电站通风散热和噪声控制问题，根据方舱电站的结构特点，对方舱电站进行了通风散热设计；并提出了方舱电站的散热及降温措施；为解决方舱电站噪声控制问题，采取吸声、隔声、进排风消声、排烟消声等措施控制柴油发电机组噪声。
2 方舱电站的通风散热设计分析
方舱电站中安装2台200kW柴油发电机组。200kW柴油发电机组动力采用康明斯M系列柴油机，发电机选用斯坦福发电机，柴油机与发电机通过盘片连接并安装在公共底盘上。
方舱电站中的传热类型根据方舱的特点和传热学的基本理论[4]，通过对方舱电站的工作情况、使用条件、周围环境进行分析，其主要传热有以下几种：传导方舱内部热传导包括元件与印制板、器件与安装结构件、设备与机柜之间的传热；设备内外部、方舱内外部温度差引起的热量传递；其他物体直接接触形成的热传递。方舱内部对流换热包括设备的强制风冷散热、方舱的内外部空气交换、空调的舱内外换热及其他由于空气流过固定表面且温度不同所产生的热量交换。方舱内部的辐射换热包括设备之间由于温度不同引起的辐射换热[5]，另外方舱舱壁受太阳辐射吸收热量而使舱壁温度相对于气温更高。
下面分别对方舱电站进行通风散热分析。
2.1进风量分析
电站主要采用6米的标准方舱作为载体，方舱内部通过隔墙分为机组室、排风室和控制室；机组室内纵向安装有2台200kW柴油发电机组、燃油箱、进风消音防水装置、轴流风机及其工具备件柜；排风室安装有排风消声体和阻抗复合式消音器；控制室内安装有一套集中控制系统，同时安装有工作台、空调及其附件。
方舱电站风路如图1所示，鲜风从两侧的进风百叶处进入方舱，再经过防雨百叶后进入机组室，一部分鲜风冷却油机和散热器后由水箱风扇和轴流风机排入消音室，最后排出舱外，一部分鲜风供油机燃烧做功后经消音器排出舱外。
图1 方舱电站风路示意图
电站所需的鲜风量如表1。
表1 电站所需风量
进风需求 需求量m3 /s
柴油机燃烧进气量 0.365
柴油机辐射热冷却风量 3.4
发电机辐射热冷却风量 1.27
排烟管路射热冷却风量 0.4
因此总的鲜风量需求为：5.44×2 = 10.88m3 /s。
散热器风扇排风量根据厂家提供的数据为：4.8m3 /s，轴流风机厂家提供的风量数据为：0.5 m3 /s，总的排风量为：
2×4.8+0.5×3 =11.1 m3 /s >10.88m3 /s
因此设计能够满足电站进风的需求。
2.2通风散热措施
根据方舱电站的结构特点，在控制舱中设置进排风口，提供舱内人员的新鲜空气需要量及舱内外的换热。在特殊位置设进风网孔，在对应位置设置排风扇，对高温部件进行强制散热。方舱舱左右舱门设进风百叶窗，用于电站所需的鲜空气。在舱体后壁设排风门，用于排出电站所产生的热气，电站的排烟管经过后舱壁将高温烟气排到舱外，排烟管表面缠绕隔热材料，在高温部位装隔热材料。
3电站噪声控制设计
根据声学原理[6]可知，噪声的控制方式主要有两种[7]：一是对噪声声源本身的控制；二是对噪声的传播途径进行控制。由于方舱电站的发动机型号已经选定，其噪声声源即已固定。所以在方舱电站的噪声控制设计时，只能采取第二种方式来控制，即主要针对噪声的传播途径进行控制。采取吸声、隔声、进排风消声、排烟消声等措施控方舱电站的噪声。
3.1电站声源分析
电站噪声主要有发动机排烟噪声、进气噪声、散热排风噪声、燃烧噪声、运动部件工作时的机械噪声、发电机的电磁噪声等[8]。
（1）排烟噪声：发动机工作时，排烟管口排出高温高速的脉动气流，产生周期性的排烟噪声，是发动机主要声源。
（2）进气噪声：对于有增压器的柴油发电机组，增压器吸气时产生的气流脉动基频噪声及其各次谐波噪声与进气口空气强烈涡流噪声的叠加。
（3）风扇噪声：柴油发电机组冷却风扇噪声是由旋转的叶片周期性地打击空气质点，引起空气的压力脉动产生噪声。
（4）燃烧噪声：柴油以油雾状喷入燃烧室后，在高温高压作用下，自行点火燃烧，气缸内气压急剧上升，在燃烧做功同时，产生燃烧噪声。
（5）机械噪声：发动机的机械噪声是发动机运动部件运动产生的。
（6）电磁噪声：电磁噪声是由交变磁场周期性作用产生的。
3.2方舱内吸声及隔声
电站方舱外蒙皮采用1.2mm的铝板，中间采用δ50mm厚聚胺脂发泡层，同时用δ30mm厚的吸音棉，吸音棉与多孔铝板间敷设玻璃丝布，内蒙皮为1mm多孔铝板，通过在方舱内顶板和侧板铺设吸声系数高的吸声材料来消除方舱内混响声，降低方舱内的声能密度，减少声源向外辐射的强度。
